Les oscillateurs sinusoïdaux : approfondissement - L'oscillateur à quartz

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L'oscillateur à quartz

Le quartz est un monocristal de silice (SiO2 dioxyde de Silicium) qui vibre sous l'effet d'une tension appliquée à des fréquences particulières, cette propriété du quartz à transformer de l'énergie électrique en énergie mécanique et réciproquement est appelée l'effet piézo-électrique. Electriquement il se comporte comme un circuit raisonnant RLC de facteur de qualité très élevé rendant les pertes mécaniques quasis nulles. Son symbole est:

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Son schéma équivalent est:

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CP>>CS telle que Cp=103CS sont impédance est:

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ωS représente la pulsation de résonance série lorsque ZQ tant vers 0 et ωP la pulsation de résonance parallèle lorsque ZQ tant vers l'infinie. La fréquence indiquée sur le boîtier du quartz correspond à cette pulsation de résonance. Elle peuvent en pratique être comprise en 4KHz et 50MHz suivant les Quartz.

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Placé dans un oscillateur de Colpitts à la place de l'inductance, la condition d'oscillation impose un comportement du quartz et donc une pulsation ω0 valeur sensible ωP

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Les oscillateurs à résistances négatives

Principe

Il consiste à charger un condensateur et à fermer celui-ci sur une bobine.
Le condensateur se décharge sur la bobine qui emmagasine l'énergie sous forme magnétique qu'elle restitue au condensateur qui va se décharger à nouveau. Il apparaît alors une tension sinusoïdale.

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En pratique ces oscillateurs sont rapidement amortie par la résistance de la bobine qui dissipe par effet une joule une partie de l'énergie à chaque échange entre la bobine et le condensateur un circuit actif jouant le rôle d'une résistance négative qui doit fournir la quantité juste nécessaire d'énergie pour compenser les pertes dans la résistance de la bobine.

Schéma du NIC à AOP

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La résistance d'entrée est donnée par la relation RE=U/i=-ρ
Le schéma de l'oscillateur est donc

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Son schéma équivalent est:

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